Программное обеспечение ЭВМ. Классификация и структура

Под программным обеспечением (ПО) информационных систем (ИС) понимают совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники.

Популярность той или иной ЭВМ, широта и эффективность ее использования зависит не только от надежности и разнообразия ее аппаратного обеспечения (hardwaare компьютера), но и от уровня ее ПО (software), который характеризуется разнообразием программ, реализующих алгоритмы решения задач в различных областях науки и техники, производства и управления.

В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на 3 уровня (рис. 4.1): базовое программное обеспечение, системное программное обеспечение, прикладное программное обеспечение. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы.

Рис. 4.1 Иерархия программного обеспечения

Самый низкий (первый) уровень ПО представляет базовое ПО. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах - ПЗУ (ROM - Read Only Memory), которые «прошиваются» в процессе производства. Базовое ПО настолько тесно связано с аппаратными средствами, что его иногда считают частью компьютера.

Для ПК совокупность этих программ носит название BIOS (Base Input Output System – базовая система ввода-вывода). В состав BIOS входят:

· драйверы стандартных устройств (клавиатура, монитор);

· тестовые программы для контроля работоспособности оборудования;

· программы начальной загрузки;

Эти программы начинают работать при включении ЭВМ. На первом этапе тестируется оперативная память, далее проверяется наличие внешних устройств и только после этого управление ПК передается операционной системе.

Драйвер – программа, обслуживающая внешнее устройство, которая предоставляет пользователю или программам более высокого уровня набор функций (программные интерфейс) для управления конкретным внешним устройством, например, драйвер принтера[42] позволяет пользователю задать требуемые параметры печати.

Второй уровень ПО является переходным от первого к третьему. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами первого уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. Стержнем ПО второго уровня является операционная система (ОС). В состав операционной системы также входят дополнительные драйверы, которые обеспечивают работу с внешними устройствами, для которых не предусмотрены драйверы в базовом ПО. ОС предоставляет программам более высокого уровня набор функций (программный интерфейс), а пользователям – пользовательский интерфейс.

ПО третьего уровня ориентировано на пользователя, предоставляя ему возможность решать конкретные задачи, поэтому ПО этого уровня называется прикладным (рис. 4.2.)

ПО второго и третьего уровней постоянно хранится во внешней памяти и только при необходимости загружается в оперативную память.